Imunski sistem

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
Z vrstičnim elektronskim mikroskopom napravljena slika nevtrofilca pri požiranju bakterije antraksa (Bacillus anthracis)

Imúnski sistém je organski sistem, sestavljen iz specializiranih celic, organov in procesov, ki nadzorujejo organizem in ga varujejo pred patogeni. Ključna značilnost imunskega sistema je sposobnost razločevanja med telesu lastnimi in tujimi molekulami, ki so izražene na površini celic ali plavajo v medceličnini, pri čemer v normalnih okoliščinah sprožijo imunski odziv samo tuje. Tistim molekulam, ki sprožijo imunski odziv tako, da se vežejo na specifične imunske receptorje, pravimo antigeni.[1] Pogosti so na bakterijah, virusih, parazitih in glivah, antigen pa je lahko tudi zdravilna učinkovina v zdravilu, pelod, različne kemikalije, v določenih primerih pa tudi človekove lastne celice.

Pri mnogih vrstah organizmov lahko imunski sistem razdelimo na podzvrsti, kot sta prirojeni in pridobljeni imunski sistem ali humoralno in celično imunost. V človeku predstavljajo krvno-možganska pregrada, pregrada na meji kri-cerebrospinalna tekočina in podobne pregrade na meji med telesnimi tekočinami in možgani ločnico med perifernim imunskim sistemom in nevroimunskim sistemom, ki varuje možgane.

Patogeni so sposobni hitrega razvoja in prilagoditev, zaradi česar se lahko izognejo odkritju in nevtralizaciji, ki jo sproži imunski sistem, a se je vseeno razvilo mnogo obrambnih mehanizmov, ki patogene prepoznajo in onesposobijo. Tudi enostavni enocelični organizmi posedujejo osnovna orodja v obliki encimov, ki služijo kot zaščita pred okužbo z bakteriofagi. Drugi osnovni mehanizmi so se razvili v starodavnih evkariontih in se ohranili v njihovih potomcih, današnjih rastlinah in nevretenčarjih. Te mehanizmi so fagocitoza, protimikrobni peptidi (defenzini) in sistem komplementa. Vretenčarji s čeljustjo (Gnathostomata), med katere spada tudi človek, imajo še bolj zapleten mehanizem obrambe,!!! saj se lahko imunski sistem skozi čas prilagaja, da prepozna patogene bolj učinkovito. Pridobljeni (specifični) imunski sistem ima sposobnost ohranjanja imunskega spomina po prvem odzivu na specifičen patogen. Ob vsakem naslednjem srečanju z istim patogenom je odziv okrepljen. Ta proces pridobljene imunosti je osnova cepljenja.

Okvare imunskega sistema lahko vodijo v avtoimunske bolezni, vnetja in rakave spremembe.ǃǃǃ O imunski oslabljenosti govorimo, ko je aktivnost imunskega sistema zmanjšana, kar vodi v ponavljajoče se in življenju nevarne okužbe. Pri človeku je posledica genetske bolezni, kot je huda kombinirana imunska pomanjkljivost (SCID), pridobljenih stanj, kot je HIV/AIDS, ali uporabe imunospresivnih zdravil. Avtoimunost je po drugi strani posledica prevelike aktivnosti imunskega sistema, ki napada normalno tkivo, ki ga prepoznava kot tuj organizem. Med pogostejša takšna stanja spada Hašimotov tiroiditis, revmatoidni artritis, sladkorna bolezen tipa 1 in lupus.

Z imunskim sistemom se znanstveno ukvarja imunologija, ki je tradicionalno panoga medicine; zaradi pomena za zdravje je najbolj raziskan človeški, vendar imajo pri odkrivanju njegovega delovanja ključno vlogo tudi poskusi na modelnih živalskih vrstah.

Zgodovina raziskav[uredi | uredi kodo]

Imunologija je veda, ki preučuje sestavo in naloge imunskega sistema. Izvira iz medicine in zgodnjih študij vzrokov za imunost pred boleznimi. Najstarejša omemba imunosti je iz časa atenske kuge leta 430 pr. n. št. Tukidid je zapisal, da so ozdraveli iz prejšnjih izbruhov lahko skrbeli za obolelimi brez ponovitve bolezni.[2] V 18. stoletju je Pierre-Louis Moreau de Maupertuis eksperimentiral s strupom škorpijonov in opazil, da so nekateri psi in miši nanj odporni.[3] To in podobna opažanja je kasneje izrabil Louis Pasteur pri razvoju cepiva in teorije, da so povzročitelji mnogih bolezni mikroorganizmi,[4] kar je nasprotovalo do tedaj razširjenemu prepričanju, da je za bolezni odgovorna miazma (starogrško "onesnaženje, madež"), strupena oblika zraka, tudi "slab/nočni zrak". Šele ko je Robert Koch leta 1891 izvedel svoje znamenite poskuse, so bili mikroorganizmi splošno prepoznani kot vzrok nalezljivih bolezni.[5] Z Reedovim odkritjem virusa rumene mrzlice leta 1901 so spoznali, da lahko bolezni povzročajo tudi virusi.[6]

Proti koncu 19. stoletja je pričela imunologija bliskovito napredovati z odkritji na področjih humoralne in celične imunosti.[7] Še posebej pomembno je delo Paula Ehrlicha, ki je s teorijo stranskih verig pojasnil specifičnosti reakcije med antigenom in protitelesom, ter Ilje Mečnikova, ki velja za očeta celične imunologije. Za svoje delo sta leta 1908 prejela Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino.[8] Za prelomna odkritja na področju imunologije je bilo skupno podeljenih že 11 Nobelovih nagrad za fiziologijo ali medicino, vključno s prvo, ki jo je prejel Emil von Behring za odkritje antiseruma proti toksinom tetanusa v krvi živali, okuženih s to boleznijo.[9]

Slojevita obramba[uredi | uredi kodo]

Imunski sistem je organiziran v sloje z naraščajočo stopnjo specifičnosti proti patogenom. Najosnovnejša obramba organizma je njegova zunanja plast (integument), ki predstavlja za bakterije in viruse mehansko in kemično prepreko. Če jo patogen uspe prečkati, sproži prirojeni imunski odziv, ki je hiter, a nespecifičen. Sistem prirojene imunosti imajo vse živali in rastline.[10] Najbolj specifičen je sistem pridobljene imunosti, ki ga sproži prirojeni imunski sistem, če se patogenom uspe izogniti prirojenem odzivu. Sistema obrambe aktivirajo receptorji za nespecifične molekulske vzorce (pri prirojenemu imunskemu sistemu) in specifične tarčne molekule (antigene), ki jih na svoji površini izražajo patogeni organizmi.

Tako prirojena in pridobljena imunost temeljita na sposobnost imunskega sistema, da razločuje med telesom lastnimi in tujimi molekulami. Pri imunologiji so lastne molekule tiste komponente organizma, ki jih imunski sistem razločuje od tujih snovi.[11] Iz tega sledi, da so tuje molekule tiste, ki jih imunski sistem prepozna za tuje. Ena vrsta takšnih molekul so antigeni (an. antibody generators, "tvorci protiteles"), ki so definirani kot snovi, ki po vezavi na specifične imunske receptorje pridobljenega imunskega sistema sprožijo imunski odgovor.[1] Imunski sistem proizvaja ogromno različnih receptorjev te vrste, ki se izražajo na površini posebnih celic, imenovanih limfociti (natančneje na limfocitih B in T). Ko se na enega od teh receptorjev veže antigen, je to signal imunskemu sistemu za boj proti točno temu patogenu. Pride do močnega, a lokaliziranega odziva na mestu, kjer je bil patogen zaznan, hkrati pa se manjši del limfocitov pretvori v t. i. spominske celice. Te potujejo do limfatičnih organov, kjer lahko preživijo več let, in stimulirajo proizvodnjo limfocitov z enakimi imunskimi receptorji, kar ob morebitnem kasnejšem vdoru istega patogena omogoči bistveno hitrejši ter učinkovitejši odziv.!!!!!! Pojav, ki mu pravimo imunski spomin, predstavlja temelj imunizacije z vnašanjem umetno inaktiviranih patogenov v telo - cepljenja.

Komponente imunskega sistema
Prirojeni imunski sistem Pridobljeni imunski sistem
Nespecifični odziv Odziv je odvisen od vrste patogena in antigena
Izpostavljenost vodi v takojšnji največji odziv Med izpostavljenjem in največjim odzivom je zamik
Celične in humoralne komponenete Celične in humoralne komponente
Brez imunskega spomina Izostavljenost vodi do imunskega spomina
V neki obliki v vseh oblikah življenja na Zemlji Samo v vretenčarjih s čeljustjo

Imunskega sistema ni vedno smiselno razločevati na prirojeno in pridobljeno komponento, saj sta medsebojno marsikje povezani in soodvisni. Sesalčji imunski sistem sestavljajo:

Novorojenci še niso bili izpostavljeni mikrobom in so posebej občutljivi na okužbe, zato jih mati oskrbuje s pasivno zaščito. Med nosečnostjo se protitelesa družine IgG preko posteljice prenašajo iz matere na otroka, zato imajo novorojenci v krvi visoko koncentracijo protiteles proti istim specifičnim antigenom kot njihova mati.!!! Tudi materino mleko vsebuje protitelesa, ki se prenašajo v dojenčkovo črevesje, kjer ga varujejo pred bakterijskimi okužbami, dokler jih ni sposoben izdelovati sam.!!! Takšni zaščiti pravimo pasivna zaščita, saj spominske celice in protitelesa v fetusu ter dojenčku še ne nastajajo, ampak vanj samo pasivno prehajajo. Kmalu po rojstvu prevzame imunski sistem nalogo, ki jo bo opravljal vse življenje: prepoznavanje patogenov, kot so zajedavski črvi, virusi in bakterije.

Prirojeni imunski sistem[uredi | uredi kodo]

Okvare[uredi | uredi kodo]

Motnje v delovanju imunskega sistema se lahko odražajo v šibkejšem, močnejšem ali manj specifičnem delovanju. Imunodeficienco pri človeku lahko povzročijo genetske okvare, pridobljena stanja, kot je HIV/AIDS, ali uporaba imunosupresivov, posledica česar je manjša odpornost proti nalezljivim boleznim. Nasprotno motnje v regulaciji imunskega odziva povzročajo vnetne bolezni. Poleg tega se lahko imunski sistem okvari tako, da prepoznava telesu lastne molekule kot tuje, zaradi česar napada lastna tkiva - posledica so avtoimunske bolezni, npr. revmatoidni artritis, lupus idr. (odvisno od prizadetega tkiva).

Drugi mehanizmi in evolucija[uredi | uredi kodo]

Že prokarionti imajo preprost imunski sistem v obliki encimov, ki jih ščitijo pred napadom bakteriofagov. Pri večceličarjih se pojavijo specifične celice, ki napadajo patogene s fagocitozo, peptidi s protimikrobnim delovanjem, imenovani defenzini, in sistem komplementa.[12] Rastline nimajo fagocitov, se pa odzivajo na prisotnost patogenov z različnimi lokaliziranimi in sistemskimi kemičnimi signali. Ti sprožijo mehanizme, ki na različne načine ovirajo rast in razmnoževanje patogenov, lokalizirano pa lahko pride tudi do apoptoze.[13] Imunski sistem sesalcev je nadgradnja teh sistemov, ki omogoča pridobljeno imunost oz. večjo učinkovitost proti že znanim patogenom, a sistemi prirojene imunosti tudi pri njih ohranjajo pomembno vlogo. Skupaj sestavljajo kompleksen in še ne popolnoma razumljen splet molekul in celic, udeleženih pri imunskem odzivu.

Sklici in opombe[uredi | uredi kodo]

  1. ^ 1,0 1,1 Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walters, Peter (2002). Molecular Biology of the Cell (4th izd.). New York: Garland Science. ISBN 0-8153-3218-1. 
  2. ^ Retief, F.P.; Cilliers, L. (1998). "The epidemic of Athens, 430–426 BC". South African Medical Journal 88 (1): 50–53. PMID 9539938. 
  3. ^ Ostoya, P. (1954). "Maupertuis et la biologie". Revue d'histoire des sciences et de leurs applications 7 (1): 60–78. doi:10.3406/rhs.1954.3379. 
  4. ^ Plotkin, S.A. (2005). "Vaccines: past, present and future". Nature Medicine 11 (4 Suppl): S5–11. PMID 15812490. doi:10.1038/nm1209. 
  5. ^ "The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1905". Nobelprize.org. Nobelov sklad. Pridobljeno dne 26.4.2013. 
  6. ^ "Major Walter Reed, Medical Corps, U.S. Army". Walter Reed Army Medical Center. Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 23.10.2007. Pridobljeno dne 26.4.2013. 
  7. ^ Mečnikov, Ilja Iljič (1905). Immunity in Infective Diseases. prevajalec Binnie, F.G. Cambridge University Press. OCLC 21529. 
  8. ^ "The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1908". Nobelprize.org. Nobelov sklad. Pridobljeno dne 26.4.2013. 
  9. ^ "Nobel Prizes and the Immune System". Nobelprize.org. Nobelov sklad. Pridobljeno dne 4.6.2013. 
  10. ^ Litman, G.W.; Cannon, J.P.; Dishaw, L.J. (2005). "Reconstructing immune phylogeny: new perspectives". Nature Reviews. Immunology 5 (11): 866–79. PMID 16261174. doi:10.1038/nri1712. 
  11. ^ Smith A.D. (Ed) Oxford dictionary of biochemistry and molecular biology. (1997) Oxford University Press. ISBN 0-19-854768-4
  12. ^ Beck, Gregory; Habicht, Gail S. (1996). "Immunity and the Invertebrates" (PDF). Scientific American 275 (5): 60–66. doi:10.1038/scientificamerican1196-60. 
  13. ^ Jones, Jonathan D.G.; Dangl, Jeffery L. (2006). "The plant immune system". Nature 444: 323–329. doi:10.1038/nature05286. 

Glej tudi[uredi | uredi kodo]